Wird es jemals einen meilenhohen Wolkenkratzer geben? – Stefan Al

Die ganze Lektion unter: https://ed.ted.com/lessons/will-there-ever-be-a-mile-high-skyscraper-stefan-al

Im Jahr 1956 schlug Frank Lloyd Wright einen 1,6 Kilometer hohen Wolkenkratzer vor – ein Bauwerk fünfmal so hoch wie der Eiffelturm. Auch wenn dieser riesige Turm nie gebaut wurde, werden heutzutage auf der ganzen Welt immer größere Gebäude errichtet. Wie wurden diese unmöglichen Ideen architektonisch möglich? Stefan Al erklärt, wie gigantische Bauten zu einem festen Bestandteil unserer Stadtbilder wurden.

Lektion von Stefan Al, unter Regie von TED-Ed.

1956 schlug der Architekt
Frank Lloyd Wright

einen 1,6 km hohen Wolkenkratzer vor.

Er sollte das bei Weitem
höchste Gebäude der Welt werden:

fünfmal so hoch wie der Eiffelturm.

Doch viele Kritiker
lachten den Architekten aus:

Man würde Stunden
auf den Aufzug warten müssen;

schlimmstenfalls würde der Turm
unter seinem eigenen Gewicht kollabieren.

So dachten die meisten Ingenieure,

darum wurde der Riesenturm
trotz des Medienrummels nie gebaut.

Heute jedoch werden weltweit
immer höhere Gebäude errichtet.

Firmen planen sogar
über 1 km hohe Wolkenkratzer,

etwa den Jeddah Tower in Saudi-Arabien,

der dreimal so hoch
wie der Eiffelturm ist.

Wrights 1,6 km hohes Wunderwerk
könnte schon bald Realität werden.

Aber was hielt uns eigentlich
vor 70 Jahren von diesen Megabauten ab

und wie schaffen wir es heute,
1,6 km hohe Gebäude zu errichten?

Bei einem Bauprojekt muss jedes Stockwerk
alle darüberliegenden tragen können.

Je höher wir bauen,

desto höher wird der Schweredruck
der oberen auf die unteren Stockwerke.

Dieses Prinzip bestimmte lange
die Form der Gebäude.

Deshalb bauten Architekten
in der Antike Pyramiden,

deren breite Fundamente
die leichteren oberen Ebenen stützten.

Aber das lässt sich schlecht
auf eine moderne Stadt übertragen.

Eine Pyramide dieser Höhe
wäre etwa 2,4 km breit

und ließe sich kaum
in ein Stadtzentrum quetschen.

Zum Glück lässt sich
diese unpraktische Form

durch belastbare Materialien
wie Beton vermeiden.

Moderne Betonmischungen verstärkt man
mit Stahlfasern für Belastbarkeit

und Wasser reduzierenden Polymeren
zur Vermeidung von Rissen.

Der Beton im welthöchsten Turm,
dem Burj Khalifa in Dubai,

kann einem Druck von 8.000 Tonnen
pro Quadratmeter standhalten --

dem Gewicht von über 1.200
afrikanischen Elefanten.

Auch wenn sich ein Gebäude selbst stützt,

braucht es doch ein stabiles Fundament.

Solch schwere Gebäude
würden sonst einsinken,

zusammenstürzen oder sich neigen.

Um den etwa 500.000 Tonnen schweren Turm
am Einsinken zu hindern,

vergrub man 192 Stahlbetonstützen
in über 50 Metern Tiefe.

Die Reibung zwischen Stützen und Boden
hält die enorme Struktur aufrecht.

Neben der Schwerkraft,
die das Gebäude nach unten zieht,

muss ein Wolkenkratzer
auch dem Wind widerstehen,

der von der Seite drückt,

An einem durchschnittlichen Tag

muss ein Hochhaus einem Winddruck
von bis zu 8 kg pro Quadratmeter trotzen.

Das entspricht einer Ladung
von Bowlingkugeln.

Aerodynamische Strukturen
wie der schnittige Shanghai Tower in China

können den Druck um bis zu 1/4 verringern.

Den restlichen Winddruck absorbieren
windströmungsleitende Rahmen

an Innen- oder Außenseiten des Gebäudes,
etwa beim Lotte World Tower in Seoul.

Doch selbst mit diesen Maßnahmen
könnte man noch spüren,

wie die oberen Stockwerke bei einem Orkan
über einen Meter hin- und herschwingen.

Um diese Schwingung zu verhindern,

nutzt man in vielen Hochhäusern
sogenannte Schwingungsdämpfer,

Gegengewichte von mehreren hundert Tonnen.

Im Taipei 101 etwa hängt eine
riesige Metallkugel über dem 87. Stock.

Bewegt der Wind das Gebäude,

beginnt die Kugel zu schwingen

und absorbiert die
kinetische Energie des Gebäudes.

Während ihre Schwingung
der des Turms folgt,

wandeln hydraulische Zylinder
zwischen Kugel und Gebäude

die kinetische Energie in Wärme um

und stabilisieren das schwingende Bauwerk.

Ausgerüstet mit all diesen Technologien,
stehen unsere Megabauten stabil.

Aber schnelle Fortbewegung
in so hohen Gebäuden

ist eine Herausforderung an sich.

Zu Wrights Zeit schaffte
der schnellste Aufzug nur 22 km/h.

Zum Glück erreichen
heutige Aufzüge über 70 km/h.

In Zukunft könnten Aufzüge
reibungslose Magnetschienen nutzen

und so noch schneller werden.

Algorithmen zum Verkehrsmanagement
könnten Fahrgäste nach Ziel gruppieren,

um sie und leere Fahrstühle
an ihren Wunschort zu bringen.

Seit Wrights Vorschlag haben sich
Wolkenkratzer stark weiterentwickelt.

Was damals als unmöglich abgetan wurde,

ist heute eine architektonische Chance.

Inzwischen ist es nur eine Frage der Zeit,

bis ein Bauwerk noch einen draufsetzt.